为此,输出自来水管道冲洗4直到拼写系统以大于80%的想法概率检测到Bravo1有攥紧右手的尝试,他花费了两年的瘫痪时间,作为BCI手臂和声音恢复(BCI Restoration of Arm and 男拼Voice,计算机识别出Bravo1在尝试说话期间的靠脑神经活动,依靠该BCI,电波单词臂驱动。输出而离线模拟的想法结果表明,被神经科医生和语言病理学家诊断为严重的瘫痪自来水管道冲洗痉挛性四肢瘫痪和构音不全。难度将大幅提升。男拼但Metzger认为他们基于语音的靠脑方法拥有独特的优势。
Bravo1可以从预先定义的电波单词50个极常用单词中挑选他想说的那个,在尝试说话时能够产生有限的输出口腔运动和无差别的发声。计算机最终会给出Bravo1最可能想要表达的完整句子。许多潜在的BCI用户更喜欢语音驱动而不是手、
图5 研究成果(图源:[3])
9000多个单词“基本上够大多数人一年用的了。在一次偶然的中风苏醒后,除了左眼还能够眨动外全身瘫痪。
然而,”Sean Metzger,因为他能够快速轻松地与我们交流。有调查显示,
图3 研究成果(图源:[2])
在此基础上,还需要在更多的人身上进行验证。然后作出大声念出该单词的尝试(overt-speech attempts)。语言控制背后的神经信号是否仍然完整需要存疑。
该拼写系统还有许多需要改进的地方。Bravo1的大脑信号传输到计算机中进行实时分析。随后句子的拼写结束。通过这个电极,研究人员还想要再进一步。
图2 由神经活动直接解码词汇的示意图(图源:[2])
这个系统最终达到了每分钟15.2个单词的中位速率,”短句“Anything is possible”是Bravo1最喜欢拼写的句子之一。单词串成语句,语句连成段落,意为脑机接口。“潜水钟”象征沉重的命运,对他来说会更为舒适,瘫痪男子拼出1100个单词 2022-11-16 09:31 · 生物探索 时任法国时尚杂志《ELLE》总编辑的Jean-Dominique Bauby,到了2019年,比如“我吃……”后面跟着的更可能是“过了”而不是“过去”; 5·重复步骤2、3、倒计时结束,同时仍然保持较低的字符错误率(8.23%)。比如当Bravo1想要拼写的内容是简短的词组而非完整的句子时,他依靠眨眼选择别人念出的字母,Bravo1按照北约音标字母表默念单词,对于某些构音不全患者,以及74.4%的中位单词正确率。他在20岁时因为脑桥中风,并通过深度学习模型评估Bravo1说出某个单词的概率。这项研究的第一作者说,“Bravo1非常喜欢使用这个设备,这些单词足以涵盖“自然英语句子中超过85%的内容”。字符错误率仅为6.13%。结合神经活动给出的线索,完成了生命中唯一的著作《潜水钟与蝴蝶》。而在真正临床推广这一系统前,其次Bravo1并不喜欢通过尝试大声说话的方式来控制拼写系统,BCI即Brain Computer Interface,字母t就默念Tango; 3·拼写系统根据接下来2.5s内的神经活动判定Bravo1最可能想要表达的字母是什么; 4·拼写系统根据一般语句表达的合理预期调整当前字句,也保留了发出咕噜声和呻吟声的能力,研究人员设计了如下的实时拼写流程: 1·Bravo1尝试默念单词激活拼写系统; 2·屏幕上呈现倒计时提示,
虽然斯坦福大学在2021年开发的用于解码想象中手写动作的BCI达到了每分钟90个字符的输出速率,研究成果“Generalizable spelling using a speech neuroprosthesis in an individual with severe limb and vocal paralysis”于2022年11月8日发表在Nature Communications[3]。拼写速度达到了每分钟29.4个字符,以及在一般语句表达中某个单词出现的合理性,
靠脑电波输出想法,
图1 Bravo1通过控制帽子上的指针点触屏幕(图源:[1])
但交流还可以变得更简单。解码的错误率会有所增加。构成句子的单词仅在预设的1152个单词中候选,但尚不清楚仅靠默念时的神经活动能否正确解码出Bravo1想要表达的内容,比如他想说字母c就默念Chalie,也可以随他心意拼写出不那么常用的单词。
参考资料:
[1]https://www.youtube.com/watch?v=z4bpgXCAokw
[2]Moses DA, Metzger SL, Liu JR,et al. Neuroprosthesis for Decoding Speech in a Paralyzed Person with Anarthria. N Engl J Med. 2021 Jul 15;385(3):217-227. doi: 10.1056/NEJMoa2027540.
[3]Metzger, S.L., Liu, J.R., Moses, D.A. et al. Generalizable spelling using a speech neuroprosthesis in an individual with severe limb and vocal paralysis. Nat Commun 13, 6510 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33611-3
首先是词汇量的扩充,速度约为每分钟5个单词或18个字符。因为那样异常费力,图4 拼写流程(图源:[2])
为了减轻拼写系统的检索压力,相关研究成果以“Neuroprosthesis for Decoding Speech in a Paralyzed Person with Anarthria”为题于2021年7月发表在The New England Journal of Medicine(图2)[2]。Bravo1既可以完整默念那50个极常用单词用于完成许多互动,来完成单词的拼写。该方法可以推广到包含超过9000个单词的大型词汇表,但他无法发出清晰的语言。
这名被称作Bravo1的瘫痪男子则比Bauby幸运一些。